基于DNA自組裝的microRNA及ATP的放大檢測.pdf

1、MicroRNA（miRNA）和ATP等重要生物分子是生物體和生命現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和功能基礎(chǔ)，它們的含量和活性直接關(guān)系到生物體的健康。其中，miRNA在調(diào)控基因表達(dá)中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用。建立這些生物分子快速、簡便、準(zhǔn)確、靈敏的分析方法，對攻克許多疑難病癥以及促進(jìn)信息科學(xué)的發(fā)展都有重要的意義，是當(dāng)前生物分析化學(xué)研究的前沿和熱點(diǎn)。在本論文中，利用DNA自組裝及核酸外切酶的循環(huán)放大技術(shù)發(fā)展了miRNA及ATP的檢測方法，對腫瘤的早期診斷具有

2、重大意義，主要內(nèi)容如下：
　　1.運(yùn)用DNA自組裝原理，發(fā)展了一種用于let-7d RNA超敏檢測的無標(biāo)記電化學(xué)生物傳感器，該傳感器是基于切口核酸內(nèi)切酶（NEase）輔助級聯(lián)模板增強(qiáng)雜交過程（TEHP）和滾環(huán)擴(kuò)增（RCA），誘導(dǎo)形成G-四鏈體-血紅素（hemin）復(fù)合物。發(fā)夾探針（H1）通過Au-S鍵固定在金電極的表面，在輔助DNA的幫助下，引入目標(biāo)RNA let-7d，形成了切口核酸內(nèi)切酶（NEase）的剪切位點(diǎn)，剪開發(fā)夾探針并

3、釋放目標(biāo)RNA。發(fā)夾探針（H2）的引入引發(fā)了另外兩個(gè)級聯(lián)循環(huán)過程。被剪開的片段作為滾環(huán)擴(kuò)增（RCA）反應(yīng)的引物，產(chǎn)生了大量hemin的適體，適體在鉀離子的幫助下，可以形成 G-四鏈體-血紅素（hemin）復(fù)合物，而hemin則是電化學(xué)檢測的響應(yīng)物。最新設(shè)計(jì)的超靈敏電化學(xué)檢測方法使得 let-7d RNA的檢測限達(dá)0.42 fM，并能從let-7RNA家族中特異性的識別目標(biāo)RNA。這種檢測手段在相關(guān)基因疾病的早期診斷應(yīng)用中有著巨大的潛力。

4、
　　2.設(shè)計(jì)了ATP適體-羧基熒光素（FAM）/氧化石墨烯納米片（GO-nanosheets）納米復(fù)合物，結(jié)合核酸外切酶的剪切循環(huán)放大作用，以調(diào)查其在活細(xì)胞中的分子探測的能力。結(jié)果證明細(xì)胞對適體-FAM/GO-nanosheets納米復(fù)合物的攝取以及細(xì)胞內(nèi)靶標(biāo)ATP循環(huán)放大監(jiān)測成功實(shí)現(xiàn)。GO-nanosheets在活細(xì)胞中的遞送，保護(hù)和感測能力表明氧化石墨烯可以是許多生物學(xué)領(lǐng)域的有力候選物，例如 DNA和蛋白質(zhì)分析，基因和藥物遞

5、送以及細(xì)胞內(nèi)跟蹤等。
　　3.展示了一種DNA納米自組裝結(jié)構(gòu)用以攜帶治療型miRNA進(jìn)入并殺死腫瘤細(xì)胞，而且在 DNA自組裝的初期結(jié)構(gòu)可以用于檢測 miRNA。該體系主要由FAM修飾的三個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)和一條直鏈DNA組成。當(dāng)遇到靶標(biāo)miRNA時(shí)，發(fā)生雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，三個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)交替打開形成星狀DNA自組裝結(jié)構(gòu)，未反應(yīng)的莖環(huán)結(jié)構(gòu)被MnO2熒光猝滅，通過檢測星狀DNA自組裝結(jié)構(gòu)的熒光信號可以用以檢測miRNA。以星狀DNA自組裝結(jié)構(gòu)為前體，